Unity 场景优化LOD 技术 - 图文 

LOD技术在Unity场景优化中的作用

LOD（Level Of Detail）技术，也称为层次细节技术，是在实时渲染显示系统中采取的细节省略技术，此技术于1976 年由Clark 提出。在由多层次结构物体组成的场景当中，其模型之间的区别在于细节的描述程度，细节越丰富，在实时渲染过程中就会消耗更多的系统资源，显示速度就越慢。同时，在游戏角色或虚拟人物（后称“视点”）运动的过程中，物体在屏幕上的显示大小会发生变化。物体占屏幕面积越小，其细节表现越差。

不同细节的LOD 模型随视点移动的变化

LOD 技术就是利用这一特点，在不影响画面视觉效果的前提下，通过逐次简化场景中物体的细节来减少其复杂性，从而提高渲染速度。该技术通常对每个原始物体模型建立几个不同复杂程度的几何模型，与原模型相比复杂度依次降低且均保留一定层次的细节。在渲染时根据视点距该物体的距离（或该物体在显示时所占屏幕面积的大小），选择适当层次细节的几何模型来显示。如上图所示，LOD0 至LOD2 模型即为物体的原始模型和与其具有不同复杂程度的几何模型，它们的细节层次逐渐减少。当视点位置移动到不同LOD 范围时，场景中显示对应的LOD 模型。

Unity中的LOD技术

使用Unity 开发的产品，多为实时三维游戏或虚拟现实系统，这样的产品在运行的过程中需要硬件进行实时渲染，加之其产品可以发布到移动终端和智能手机平台，故需要对产品场景进行大量的优化，以满足其运行速度。Unity 具有高度优化的图形渲染管道，内嵌了Mecanim动画系统、Shuriken 粒子系统、Navigation Mesh 寻路系统、Autodesk Beast 烘焙工具、Umbra 遮挡剔除工具、NVIDIA PhysX 物理引擎等。

其中LOD 技术在Unity 中以LODGroup 组件的形式被使用。如下图所示。在该组件中，开发者可以将不同层次细节的物体模型分别添加到LOD：0 至LOD：7 中。其中，LOD：0 在视点最近距离观看时进行显示，一般添加层次细节丰富的原始模型，后面的各个LOD 依次添加与原始模型外观相同但细节层次逐次降低的模型。最后的“Culled”表示该模型在场景中消失，一般这种情况出现在视点离物体非常远的情况。

Unity 中的LODGroup 组件

面数不同的3 个模型

原始模型完成向LOD组件中的导入

Unity 中使用LOD 技术进行场景优化的实现

1. 场景模型的建立

Unity 在开发三维游戏或虚拟现实系统时，其场景中的模型一般需要使用第三方专业三维模型制作软件进行创建。3DSMAX 由于其操作简便、制作效率高、导出的.FBX格式可被Unity 完美导入等特点，成为Unity 开发领域使用非常广泛的三维模型制作软件。

Unity 开发的产品，在运行过程中需要使用CPU 或GPU 进行实时渲染，场景中物体模型的复杂程度直接关系产品运行的效率，而模型的复杂程度又是由模型的面数来决定的。所以，三维场景中模型面数的多少直接关系到系统运行的效率，因此要尽量降低模型的面数，以达到系统流畅运行的目的。

在Unity 中使用LOD 技术进行场景优化，需要制作多个层次细节即模型面数逐渐降低的多个模型，具体的个数由开发人员在LODGroup 组件中设定的渲染器框（标明LOD 编号和区域百分比的矩形框）的个数

决定。如上图中的LODGroup 组件中包含LOD：0 至LOD：2，3个渲染器框，故需要制作三个不同面数的模型。

2.LODGroup 组件与模型的添加

首先，使用Create Empty 命令在场景中创建一个空物体，然后为其添加LODGroup 组件。

若要在场景中使用LOD 来控制不同模型随视点远近的更换，需要为LODGroup 组件中的LOD 添加不同面 数的模型。具体方法为使用鼠标选中所要添加模型的渲染器框（写有LOD：X 和百分数的矩形框），然后点击下方Renderer（渲染器）选项中的Add（添加）按钮，将会打开select Renderer（选择渲染器）对话框，双击要选择的模型即可完成添加。为完成模型添加后的LODGroup 组件。需要注意的是，添加到LOD 中的模型必须为添加LODGroup 组件的空物体的子物体。 3.LOD 范围的调整

渲染器框中的百分数，表示该LOD 的范围，当视点进入该范围内，则显示对应的模型。将视点从远端到模型所在位置的距离设为0% 至100%。当完成这一距离的2% 以下时，该模型不显示；当完成这一距离的3% 至9% 时，以LOD：2 显示；依此类推。开发者可以通过使用鼠标拖动两个渲染器框之间的边界来 调整LOD 的范围。将范围调整好后，即完成了LODGroup 的设置，Unity 就会按照此设置来检查视点所在的LOD 区域，并进行相应的模型显示。

LOD 作为场景优化的重要技术之一，已经得到了广泛的应用，被大多数的游戏开发引擎和虚拟现实开发引擎所支持。在Unity 中，通过对LODGroup 组件的使用，实现了使用LOD 技术对其场景中模型的优化，提升了产品运行的效率。当然，要实现对场景最大限度的优化，单靠LOD 这一项技术的应用还不够，还需要结合纹理贴图、渲染遮蔽等多种技术共同完成。